GB／T 37257-2018标准规范下载简介

GB／T 37257-2018 风力发电机组机械载荷测量简介：

GB/T 37257-2018是中国国家标准，全称为《风力发电机组 机械载荷测量技术规范》。这项标准主要规定了风力发电机组在运行过程中，对于其关键部位如塔架、机舱、叶片、齿轮箱、主轴等的机械载荷进行测量的技术要求和方法。目的是为了确保风力发电机组的安全稳定运行，优化设计，延长设备寿命，以及为故障诊断和维护提供依据。

标准内容主要包括以下几个方面： 1. 测量设备与技术：对用于测量的传感器、数据采集系统、分析软件等设备和技术提出了要求，保证测量数据的准确性和可靠性。 2. 测量参数：规定了需要测量的主要机械载荷参数，如应力、应变、位移、振动等。 3. 测量方法：描述了不同部位的载荷测量方法，包括静态测量、动态测量等。 4. 数据处理与分析：规定了如何处理和分析测量数据，如何判断设备的运行状态。 5. 安全与防护：对测量过程中的安全问题和设备的防护措施提出了要求。

通过遵循这个标准，风力发电企业可以更科学、规范地进行机械载荷测量，提高设备管理的精细化程度，有助于提升风力发电的效率和安全性。

GB／T 37257-2018 风力发电机组机械载荷测量部分内容预览：

7.3.8风力发电机组状态

风力发电机组状态的测量可使用控制器信号（例如，并网、紧急停机、保护系统激活）。

DAS用于从一个或多个来源获取模拟 这些信号转换为数字格式，供终端设备（例如，计算 机、记录仪或通信网络)分析或传输。DAS保存信号准确性和完整性的能力是测量系统质量的主要指 标。搭建DAS的详细信息参见附录G

初级中学校学生宿舍及厕所工程清单(含图纸)A/D转换器的分辨率是DAS系统测量准确性的基本指标。A/D转换器中的位数决定了系统的分 辨率。对于风力发电机组机械载荷的测量,DAS的A/D转换器应至少具有12位的分辨率

DAS应在所有载荷通道上具有混叠保护。混叠保护具有两个同等重要的用途：第一是防正特定频 率范围内混叠频率分量的产生，第二是以足够的保真度对输人波形进行采样，以达到测试目的。模拟信 号抗混叠方法的细节参见附录G。 对于测量中的各模拟通道，应报告以下项目： ·A/D分辨率； ·采样频率，F； ·抗混叠滤波器类型或抗混叠策略（如果通过数据处理实现抗混叠）； ·滤波器的截止频率设置，F。

通常： ·本标准假设线性标定。这在大部分情况下是有效的。任何非线性特征可通过使用非线性标定 系数或增加测量中的不确定度进行处理。 ·应对测量链路中的所有元件进行标定。 ·标定和记录测试数据需使用同一个仪器。 对于多个传感器，使用不同方法来测定偏移量和灵敏度， 标定过程是根据已知外部基准参量对测量链（传感器、布线、电子器件等）的特性进行描述。标定方 法的选择在很大程度上取决于外部标准的选择，且应考虑以下因素。标定方法需： ·尽可能大的涵盖测量范围； ·干扰最小化； ·可重复； ·有效地确定斜率、偏移量以及必要时确定信号的耦合效应。 确保测量精度的最好方法是直接使用产生已知结果的外部参考测量整体的通道响应。利用该技 术，数据通道线路上的所有元件可同时完成标定，且可确定完整数据通道的准确性。对于很多测量，无

法同时对所有测量通道进行直接标定。这就需要对系统的元件进行单独标定， 本章的其余部分描述了机械载荷测试特有的标定要求

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8.2描述了表13中载荷传感器的标定方法。标定载荷通道的更多细节参见附录H。 载荷传感器标定有多种方法，建议使用一种以上标定方法以验证标定结果。适用的标定方法有 · 使用重力载荷； ·解析法标定； ·利用外部载荷。 最优的标定方法是能够将不确定度控制在最低水平，并且有以下几方面因素： ·所用信息的准确性； ·标定涵盖的载荷范围 另外，方法的可行性和成本将影响标定方法的选择， 所有标定应在低风速下进行，这样可将风力发电机组的气动载荷降到最小，同时应在稳定的低转速 下使得惯性效应和空气动力最小化。 当重力载荷用于标定载荷传感器时，制造商应提供用于推导外加载荷的信息

表13适用的标定方法总结

8.2.2.1解析法标定

8.2.2.2重力载荷标定

追完全确定材料的属性，解析法标定不适用于叶月

角使风轮空转或将叶片固定在水平位置且将叶片设定为不同的桨距角，使传感器置于典型重力矩下，来 实现标定

8.2.2.3外部载荷标定

采用外部载荷标定叶片弯矩传感器是通过在叶片上一个已知位置施加一个方向已知、大小也已

8.2.3.1解析法标定

解析法标定通过应变计灵敏系数、电桥配置和测量链将传感器输出转换为材料应变，然后使用横截 面几何形状和材料特性参数将测量应变转换为力矩 解析法标定可应用在各截面参数近似的轴上，且仅适用于小应力集中系数的区域

8.2.3.2重力载荷标定（仅弯矩）

在转动轴上：比例系数由风轮低 起的确直力确定。信号的 度可通过信号范围确定。信号的偏移量可由风轮低速转动期间方位角平均信号确定。如8.2中 风轮低速转动期间测量位置处的预期 发电机组制造商提供

8.2.3.3外部载荷标定

外部载荷标定时，通过在主轴上施加已知力矩来确定比例系数（例如，通过使用标定过的测力计拉 动叶片），并记录传感器对施加力矩的响应。 如果外部载荷仅可施加在某个方向上，且结构件具有几何对称性，则获得的比例系数也可用于其他 方向（例如，在非转动轴上使用俯仰力矩来标定该轴上的偏航力矩）

8.2.3.4通过功率和风轮转速标定扭矩

除了上述外部载荷标定和解析法标定，风轮扭矩还可在考虑传动链效率和风力发电机组自身功率 消耗的前提下，通过测量输出功率和风轮转速进行标定。 转轴扭矩信号偏移量可在小于品的低风速条件下通过低速转动确定

8.2.4.1重力载荷标定

通常，机舱和风轮的重心并不在塔架中心轴的正上方，这一偏置会产生一个偏置力矩，该力矩可用 干塔架弯矩传感器的标定。 塔架弯矩传感器的重力标定要求了解机头（机舱和风轮）相对于塔架中心轴1的质量矩，机舱偏航 60将使每个传感器采集到一个完整周期变化的正负重力力矩。 该方法主要用于塔架顶部传感器标定。而在塔架底部，重力力矩与用于标定的工作载荷相比通常 太小。在这种情况下，该方法应仅用于标定的验证

8.2.4.2解析法标定

解析法标定通过应变计灵敏系数和应变计电桥配置将传感器输出转换为材料应变，然后使用楼 几何形状和材料特性将测量应变转换为力矩来实现

8.2.4.3外部载荷标定

使用外部载荷标定时，在塔架上施加指定位置和方向的已知外部载

1）重力矩取决于叶片浆距角

8.2.5.1解析法标定

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解析法标定通过应变计灵敏系数、电桥配置和测量链将传感器输出转换为材料应变，然后使用横截 面几何形状和材料特性将测量应变转换为力矩来实现。解析法标定仅用于具有小应力集中系数的 区域。

8.2.5.2外部载荷标定

使用外部载荷标定时，在指定位置和方向使用已知力拉动叶片对塔架施加载荷。

塔架扭矩传感器的偏移量可由风力发电机组在低风速停机状态下获得的数据推导出，或还可由 速条件下的360°偏航数据获得

桨距角的标定根据叶片根部参考标记（通常为0°）的相对位置进行，该标记还可用作安装叶片弯矩 传感器的参考。所有安装了测试设备的叶片至少应变浆至两个可明确定位的位置，在该位置处，信号输 出和实际角度可进行关联。这两个位置需至少间隔80°。同时，还需进行参考标记到一个物理原点的 标定，或者，参考标记的标定应可通过文档材料进行追溯。如果变距角通过风力发电机组控制器进行测 量，应进行定期检查，以验证标定的斜率和偏移量

通常，方位角信号的斜率通过执行几次风轮 低速转动并对锯齿形信号的范围或脉冲数量进行换算 以匹配360°范围或计算风轮转动一圈的脉冲数量来导出。 偏移量可通过以下几种方法得到： ·将水平仪放置在轴或轮毂上方位确定的表面上； ·将倾角仪放置在轴或轮毂上方位确定的表面上； ·使用风轮锁确定风轮方位； 在风轮低速转动期间，叶片弯矩信号和对应的最大值和最小值位置

也标，并使用地标和风力发电机组的坐标系来计算风轮的方位。需谨慎使用磁罗盘。风向和偏航角的 标定，应使用相同的外部参照物和方法（例如，使用地图的地标，使用全球导航卫星系统磁北的地标）以 及相同的坐标系。

风向可通过以下方法进行标定，即风向标指向远处的地标GB∕T 39814-2021 超薄玻璃抗冲击强度试验方法 落球冲击法，并使用地标和风向标的坐标系来计算

向标的方位，或将风向标与测风塔横杆对准并在安装完成后确定测风塔横杆的方向。需谨慎使用磁罗 盘。风向和偏航角的标定，应使用相同的外部参照物和方法（例如，使用地图的地标，使用全球导航卫星 系统磁北的地标）以及相同的坐标系

8.3.5变桨驱动载荷

变浆驱动载荷的标定方法取决于使用的测量方法： 。应变计测量法：应使用解析法标定确定灵敏系数，偏移量的推导应在低风速条件下，风力发电机 组在静止状态，且叶片垂直指向下方时进行测量； ·电流测量法：应使用标定过的仪器确定灵敏系数和偏移量； ·压力测量法：应使用标定过的仪器结合驱动器的几何尺寸确定灵敏系数和偏移量； ·控制器信号测量法，应使用控制器所用的灵敏系数，偏移量应在低风速条件下，风力发电机组在 静止状态，且叶片垂直指向下方时导出

制动力矩的标定方法取决于使用的测量方法： 应变计测量法：应使用解析法标定确定灵敏系数，对于偏移量的推导，应在未实施制动时进 测量； ·压力测量法：标定过的仪器与假定的摩擦系数应结合使用

数据验证有两个目的： 。为了确保信号被正确测量（例如，使用正确的标定系数等）。应在测试报告中说明验证结果。 ·为了验证数据的有效性并能够快速识别问题。对于这些检查，测试报告中只应说明所做的验证 检查（而非检查结果）及其检查频次， 应对测量的物理量及计算的物理量（例如，由主轴弯矩测量值得到的风轮载荷）有效性进行检查，以 更剔除所有的错误数据，仅有效的数据应被用于之后的分析。 一般来说：应剔除不满足传感器标定、传感器工作范围及噪声有关标准的数据 测量时间序列的第一阶段验证需在测量的调试期间进行。数据验证以指定或更高采样率记录的原 始数据为基础。在此阶段，建议根据仿真结果进行交叉校验。 如果有效数据是在异常条件下记录的（风力发电机组异常或环境条件异常，例如，叶片上结冰或发 生极端的风向变化），则需将其单独归类，以便进一步分析，而且不作为正常运行条件下俘获矩阵的 部分。 任何数据滤波或剔除准则都应在载荷测量报告中清楚说明。 在测量期间，应定期检查数据，以保证测试结果的高质量和可重复性

9.2提供了验证检查的要求和建议DBJ∕T 15-137-2018 一体化预制泵站工程技术规范，并且这些要求和建议能够满足数据验证的规定。 以下检查适用于所有被测物理量： ·超出传感器、数据传输和采集系统运行限值的测量值应剔除